Термокаталитический детектор газа

)4 С Й КОМИТЕТ СССР РЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИОСУДАРСТ ПО ДЕЛАМ АНИЕ И ЕНИ ВИДЕТЕ ВТОРСКО ени(71) Ленинградский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знам государственный университет им. А.А;Жданова(56) Авторское свидетельство СССР Р 712746, кл. С 01 М 27/16, 1980.Авторское свидетельство СССР Р 813233, кл. С 01 И 27/16, 1981, (54)(57) ТЕРИОКАТАЛИТИЧЕСКИЙ ДЕТЕКТОР ГАЗА, содержащий реакционную камеру, в которой размещены чувствительный элемент и измеритель температуры, включенные соответственнов измерительный и компенсацирнныймосты с усилителями, установленнымимежду диагоналями каядого моста,о т л и ч а ю щ и й с я тем,.что,с целью повышения точности детектора, измеритель температуры выполненв виде экрана чувствительного элемента и изготовлен из материала свысоким температурным коэд 4 ициентом сопротивления, а резистор одного из плеч компенсационного моставыполнен с управляемым номиналом.206670 1 лом управляемого резистора б,а чувствительный элемент - температуру, определяемую номиналами высокостабильных резисторов Р, в то же5 время напряжение питания измерительного моста достигает значения, прикотором на чувствительном элементевыделяется электрическая мощностьо0 ., характеризующая потери тепла10 на излучение и через вводы.Через определенное время, задаваемое в зависимости от желательнойскорости анализа, например 1=1 с,номинал резистора 6 автоматическиизменяется. Это приводит к появле=нию сигнала разбаланса в диагоналикомпенсационного моста, обеспечивающего через усилитель 7 увеличениенапряжения его питания и, следова 20 тельно,. к нагреву экрана, повьшениюего сопротивления и уменьшению сигнала разбаланса. Одновременно, вследствие повышения температуры экрана,уменьшаются потери тепла чувствительд 5 ным элементом на излучение, что приводит к повышению его температурыи сопротивления и, следовательно,к появлению разбаланса в диагоналиизмерительного моста.Появившийся сигнал разбалансавоздействует на усилитель 11, чтоприводит к уменьшению напряженияпитания измерительного моста, остыванию чувствительного элемента иуменьшению разбаланса,35Второй этап измерений начинается после достижения баланса мостов.Это состояние характеризуется температурой нагревателя и напряжением40питания измерительного моста, обеспечивающим выделение на чувствительном элементе электрической мощностименьшей, чем й, на величину ЬИ,Второй полупериод и полный цикл измерений заканчиваются еще через45 1 с, когда номинал резистора 6 автоматически меняется до прежнегозначения. Это приводит последовательно к разбалансу компенсационного моста, затем измерительного, за50 счет увеличения потерь тепла чувствительным элементом на излучениеи, в конечном счете, к стабилизациипараметров устройства при значениик =Яр . Начинается следующийцикл измерений, длительность которого также равна 2 с. Циклы измерений следуют непрерывно все время,пока устройство включено,1206670 25 Составитель В,Екаев Техред О.Иеце Корректор Л. Пилипенко. Редактор А.Шишкина Подписное Заказ 8702/44 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская набд. 4/5ул. Проектная,Напряжение питания измерительного моста, характеризующее электрическую мощность, лодводимую к чувствительному элементу, регистрируется индикатором 12, в память ми кропроцессорного блока которого заое кладываются величины Я .и ЬцСледующий шаг в градуировке детектора - напуск в датчик газовой смеси, не содержащий каталити О чески превращаемой компоненты, При этом температурные режимы устройства автоматически поддерживаются прежними, но поскольку появляется теплоотвод от чувствительного эле мента за счет теплопроводности газа, для поддержания стабильной температуры чувствительного элемента к нему подводится большая электрическая мощность посредством увеличения 20 напряжения питания измерительного моста, регистрируемого индикатором. Величина мощности Я Р, измеряемой в первый лолупериод измерений, больоше Я, на величину Яг , т.е. мощности, отводимой от чувствительного элемента за счет теплопроводоности газа и Я,= Яр- Ы р мощность же, измеряемая во второй лолупериод измерении, меньше величины Яр, ЗОа а их разность Ьйр больше ЬЯ,нао Итей,=АйЮ р ЯЗТаким образом, за один цикл измерений в присутствии газа регистрируются значения Я и Ь 3 , которые35 характеризуют давление газовой смеси и однозначно связаны соотношением ййг=Мгво всем диапазоне давлений, где Ь - коэААициент.При напуске газовой смеси, содер1 жащей каталитически превращаемую компоненту, например озон, до того же давления, температурные режимы также.поддерживаются неизменными, но в результате гетерогенной каталитической реакции на чувствительном элементе выделяется дополнительная мощность О , При этом разность мощоностей 6 Я р , регистрируемых вфз Филиал ППП "Патент", г. ужгород,первый и во второй полулериоды измерений, остается той же, что и вслучае неозонированной смеси, т.е.МукРо =Йхр =В Мощность же4 , выделяемая на чувствитель.зном элементе в первый полупериод,больше Ях 1 р на величину Яоо= Ях/Ро ЙуРТаким ооразом, за весь цикл измерений регистрируются величиныоо -ИНДИДЯ жРрОЗкатор 12, содержащий микропроцессорный блок отградуирован в единицахдавления и концентрации,Введение обратной связи с выходаусилитеЛя на питающую диагональкомпенсационного моста позволяет 1поддерживать стабильной температуруэкрана при значений, определяемомноминалом управляемого резистора.При изменении номинала управляемого резистора температура экрана стабилизируется при другом значении.Таким образом, изменяя номиналуправляемого резистора заданнымобразом, например ступенчато, изменяем соответствующим образом температуру стенок экрана. В результатеступенчато меняется отвод тепла через газ от чувствительного элемента,что приводит к появлению переменнойсоставляющей в питании измерительного моста. Сигнал напряжения питания измерительного моста регистрируется, и по величине переменнойсоставляющей судят о теплоотводетепла через газ от чувствительногоэлемента и об общем давлении газовойсмеси. Это позволяет из регистрируемого сигнала точно выделить сигнал,отвечающий количеству тепла, выделяющемуся на чувствительном элементев ходе каталитической реакции внезависимости от давления и составагазовой смеси, а значит, и концентрацию каталитически превращаемойкомпоненты анализируемой газовойсмеси.